毕业设计（论文）电厂化学加药系统的以太网和Web发布实现.doc

《毕业设计（论文）电厂化学加药系统的以太网和Web发布实现.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）电厂化学加药系统的以太网和Web发布实现.doc（50页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、常州信息职业技术学院学生毕业设计（毕业论文）系 别： 电子与电气工程学院 专 业： 电气自动化技术 班 级： 电气051 学 生 学 号： 学 生 姓 名： 设计(论文)题目：电厂化学加药系统的以太网和Web发布实现指 导 教 师： 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2008.3.102008.5.16 毕业设计（论文）任务书专业 电气自动化 班级 电气051 姓名 一、课题名称：电厂化学加药系统的以太网和Web发布实现二、主要技术指标：1、研究工控SCADA系统及工业网络控制应用技术，成果形成书面材料；、完成电厂化学加药SCADA系统基于ADAM-5000TCP工业以

2、太网控制器的硬件设计，投入正常运行；、完成系统人机界面HMI组态，实现Web发布，能通过Internet/Intranet浏览器实现远程浏览和监控；、完成毕业设计论文，理论性与实践性结合。三、工作内容和要求：1、掌握SCADA系统的设计原理和方法，以及工业网络控制应用技术； 2、熟悉电厂化学加药SCADA系统项目背景知识；3、掌握ADAM-5000TCP工业以太网控制器及系列智能模块的性能和应用；4、掌握基于Web发布技术的WebAccess组态软件的HMI组态方法；5、掌握采用工业以太网及Web发布技术的电厂化学加药SCADA系统设计、组态（含编程）、调试的全过程；6、注重团队协作与交流沟通

3、，积极思考，独立完成、完善论文，提出改进方案。 四、主要参考文献：1 姚立波,朱敏.工业控制技术及应用.常州信息职业技术学院 2 姚立波.研华工控项目指导手册.常州信息职业技术学院 3 姚立波.工业网络控制技术在电厂凝水处理系统的应用.常州信息职业技术学院学报.2006.64 研华公司.研华WebAccess操作手册.研华科技股份有限公司.2007.5 学 生（签名） 2008年3月10日 指 导 教师（签名） 2008年3月10日 教研室主任（签名） 2008年3月10日 系 主 任（签名） 2008年3月10日毕业设计（论文）开题报告专业电气自动化班级电气051姓名设计（论文）题目电厂化学

4、加药系统的以太网和Web发布实现一、选题的背景和意义： 1、 研华科技是PC_Based & eAutomation技术的世界领导厂商，采用研华ADAM-5000TCP工业以太网产品和Web网页发布技术的WebAccess自动化软件进行数据采集与监控组成SCADA系统，性价比优势明显，性能稳定可靠，实用性强，软硬件组态快捷方便；2、 Internet科技日益渗透到生产、生活的各领域，自动化软件e趋势已发展成为整合IT与工厂自动化的关键。采用WebAccess自动化软件实现Web发布/浏览功能，逼真再现现场画面，可以在任何时间任何地点实时地掌控生产过程的每一个细节，以及现场的流程画面、过程数据、

5、趋势曲线、操作记录和报警等；3、 研华工控应用技术课程中已学习ADAM-5000TCP控制器及工业控制SCADA项目有关理论知识，并进行相应实践操作技能训练；4、电厂化学加药SCADA系统来源于指导教师联合企业的横向课题。二、课题研究的主要内容：1、掌握SCADA系统的设计原理和方法，以及工业网络控制应用技术；2、熟悉电厂化学加药SCADA系统项目背景知识；3、掌握ADAM-5000TCP工业以太网控制器及系列智能模块的性能和应用，并在实验室模拟现场被控对象和传感器等被控部件；4、掌握基于Web发布技术的WebAccess组态软件的HMI组态方法，组态各种监控画面（包括水汽品质采集画面，加氨系

6、统监控仿真图、加联氨系统监控仿真图、协调磷酸盐系统监控仿真图等功能）；5、掌握采用工业以太网及Web发布技术的电厂化学加药SCADA系统的设计、组态（含编程）、调试的全过程；6、对工控SCADA系统及工业网络控制应用技术进行研究，成果形成书面材料；7、注重团队协作与交流沟通，积极思考，独立完成、完善论文，提出改进方案。三、主要研究（设计）方法论述：主要采用基于工作过程的六步法：1、资讯：通过教科书、论文、因特网等途径收集资料；2、计划：独立制定毕业设计的任务及计划书；3、确定：与指导教师讨论，共同确定计划的可行性；4、实施：独立进行项目的软硬件设计、组态、编程及调试，撰写设计论文；5、检验：与

7、指导教师一起，对项目及论文进行审核、修改；6、评价：与指导老师讨论，并通过论文答辩，对本设计提出改进意见，修改完稿。此外采用独立实验、请教老师并讨论、请教专业公司技术人员、独立收集资料等多种设计方法。四、设计（论文）进度安排：时 间工 作 内 容2008.3.103.11指导教师布置任务：明确课题具体内容与要求，共同制定相关指导措施、时间进度、联系方法等2008.3.123.13开题报告：按要求撰写开题报告，并得到指导教师批准后进行课题的实施阶段2008.3.14 4.11进行毕业设计课题研究，含理论研究与实际项目的软硬件设计、编程、调试、运行等内容2008.4.125.11进行毕业论文的撰写

8、2008.5.125.13指导教师检查毕业设计实验成果，审阅论文，提出修改意见2008.5.14修改论文，形成终稿，准备答辩2008.5.15论文答辩2008.5.16对答辩意见进行论文修改，汇总论文相关资料，资料归档五、指导教师意见：该毕业设计课题以电厂化学加药SCADA系统为设计载体，选择工业以太网控制器为硬件平台，完全基于Web发布的WebAccess组态软件为软件平台，技术先进；同时应对SCADA技术、工业网络技术等应用技术进行研究。设计中应考虑理论性与实践性进行有机结合。同意开题，并按进度安排要求实施。 指导教师签名：姚立波 2008年 3月 13 日六、系部意见：该课题以具体项目为

9、研究载体，采用的技术先进，进度安排适当。同意开题。 系主任签名： 李众2008年 月 13 日电厂化学加药系统的以太网和Web发布实现目录摘 要1ABSTRACT2第一章 前 言3第二章 SCADA系统的原理和组成421 SCADA系统的基本概念4211 SCADA系统概述4212 SCADA系统的应用领域422 SCADA系统的过去、现在和将来5221 SCADA系统发展历程5222.SCADA系统的现状及存在的主要问题6223 SCADA系统发展前景723 SCADA系统的整体介绍7231 SCADA系统的功能要求7232 SCADA系统的构成8233 SCADA的主站系统9234 SCA

10、DA的通讯系统9235 SCADA的远方终端单元10第三章 工业网络控制应用技术1131网络控制技术的应用现状113.1.1分布式控制系统DCS113.1.2现场总线控制系统FCS113.1.3工业以太网IE123.1.4 Web自动化1332 网络控制应用技术的服务供应商-研华科技14321 研华科技简介14322 研华与我院开展校企合作14第四章 ADAM-5000TCP工业以太网控制器及智能模块1541 ADAM-5000TCP工业以太网控制器简介1542 ADAM-5000系列智能模块介绍1543 ADAM-5000TCP的硬件连线1744 ADAM-5000TCP的测试18441AD

11、AM-5000TCP-6000 Utility软件的安装18442 ADAM-5000TCP/6000 Utility软件的使用18第五章 基于WEB网页发布的WEBACCESS组态技术2151 WebAccess组态软件的功能特点2152 WebAccess 的系统架构2153矢量绘图工具2254 设备通讯2355 趋势显示和报警管理功能2356 脚本语言23第六章 电厂化学加药SCADA系统控制描述2461系统总体框图及控制要求2462 本课题控制系统描述2563 系统软硬件配置说明2664化学加药自动控制功能概述27第七章 系统设计、调试及运行3071 系统硬件配置3072 系统I/O分

12、配表3073 系统HMI组态3574 系统通讯组态及变量设置3775 TCL脚本编程38第八章 结束语41答 谢 辞42参考文献43毕业设计论文正文电厂化学加药系统的以太网和Web发布实现学 生： 指导教师： 2008.5摘 要计算机、网络通信技术与控制技术相结合，给传统的工业自动化应用领域充入了新内容，特别是Internet及Web技术的发展，促进工业控制应用技术向网络控制及Web自动化的趋势发展。自动化生产设备的数据采集与监控系统， 即工控SCADA系统，是各行各业应用普及的一类计算机智能控制系统。本课题对SCADA控制及工业网络控制应用技术进行了探索和研究，并以电厂化学加药SCADA系统

13、项目的研发为重点，采用当今先进的工业以太网控制器ADAM-5000TCP及完全基于Web网页发布的WebAccess组态技术，设计开发了一种新型的完全基于Internet和Intranet信息平台的SCADA系统，实现了现场信息监视与控制的自动化、网络化和远程化，即只要需要，在任何时间和任何地点，都可以对工业现场的数据进行实时访问和控制。整个系统实用性强、操作简单，可以推广应用到交通、化工、钢铁等各领域。关键词：工业以太网，Web发布，SCADAAbstractThe technical combination of computer ， network communication and c

14、ontrol gives new contents to the traditional application area of industry automation. Especially， with the development of Internet and Web browse technologies, the industry control application technology trends to network control and web automation. The data acquisition and control system (SCADA) of

15、 automatic manufacture device is a kind of computer intelligent control system applied in many industry areas. In this paper, the application technology of SCADA control and industry network control is studied and searched. We designed a new SCADA system based on chemical disposal SCADA system of el

16、ectric plant by using advanced internet technology. We used industry ethernet controller ADAM-5000TCP and WebAccess configuration software. Through Web network, we can both gain and control industry field data whenever and wherever if necessary. The whole system is used easily, and could be applied

17、in industry areas of traffic, chymistry ,steel,etc.Keywords: Industry Ethernet, Web Browse, SCADA 第一章 前 言随着计算机、网络通信及控制技术的发展，现代工业控制领域向网络化、集成化、分布化、Web自动化发展，普遍采用网络控制系统NCS（Networked Control System）。网络控制系统即网络化的控制系统，通常根据系统构成的层次结构而分成三种基本通信方法，即分布式控制系统DCS、现场总线控制系统（FCS）及工业以太网，它们构成当今工业控制的主流。同时Internet及Web技术的发展

18、，促进工业控制系统向Web自动化的趋势发展。工控系统通过NCS将现场各种设备的信号传输到现场控制层（一般采用PLC或智能模块），再将控制层信息传输到信息监控层（一般采用工业控制计算机IPC）及企业管理层（MIS网），形成了系统信息传输的神经网络，并通过Web技术向Intranet或Internet发布信息，从而完成了从底层到上层信息共享的目的。网络控制技术应用于各行各业并带动其发生具大变化。在电力行业，新建电厂容量向超临界、超超临界机组发展，这些机组大量采用了先进的技术和设备，对现场自动控制提出了越来越高的要求。化学水处理系统作为火电厂/核电厂二回路的供血系统，在生产工艺日趋复杂化的同时，大量

19、采用了工业控制领域最新研究技术成果，特别是工业网络控制技术，形成了综合化的控制模式。所谓综合化控制即是把电厂所有的化学水子系统合为一套DCS控制系统，取消传统的操作模拟盘，现场采用下位机（PLC、智能模块、智能仪表）和上位工控机组成的二级控制结构，利用下位机对各个子系统中的设备分别进行数据采集和控制，上位工控机和下位机之间通过数据通信总线进行数据交换。而随着电厂信息化建设的要求，这些现场监控信息被广泛要求传输到电厂MIS网上，以方便各级浏览、查询或根据权限发布控制命令。在电厂综合化的化学水处理系统中，化学加药自动控制系统是必不可少的子系统，主要实现对整个电厂水汽热力循环系统中水和汽的品质参数监

20、控，并根据参数品质要求，实现加氨、加联氨和协调磷酸盐的自动控制，这对于保证热力系统水汽品质，确保锅炉、汽轮机、热力管道等重要设备的长期安全、稳定、可靠运行，起着十分重要的作用。在工程设计中，常常将这个子系统作为一个相对独立的SCADA系统进行设计。本毕业设计以出口印尼INDORAMA电厂两台300MW火力发电机组的化学加药系统监控为设计对象和控制模型，硬件采用研华公司先进的工业以太网产品ADAM-5000TCP及其5000系列智能模块，人机界面HMI采用研华公司发布的完全基于浏览器技术的WebAccess软件（在组态软件市场中，该软件构思新颖，技术领先），组成为一个工控SCADA系统。该系统已

21、在实验室调试通过，并可完全应用于电厂控制现场及应用于其它控制领域。第二章 SCADA系统的原理和组成21 SCADA系统的基本概念SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）-数据采集与监控系统具有信息完整，效率高，能正确掌握系统运行状态，能帮助快速诊断出系统故障状态等优点。它对提高系统运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平方面有着不可替代的作用。211 SCADA系统概述SCADA系统作为生产过程和设备管理自动化最为有效的计算机软硬件系统之一，它包含两个层次的含义：一是分布式的数据采集系

22、统，即智能数据采集系统，也就是通常所说的下位机；另一个是数据处理和显示系统，即上位机HMI（Human Machine Interface）-人机界面系统。 SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。212 SCADA系统的应用领域下位机一般意义上通常指硬件层上的各种数据采集设备，如各种RTU、 FTU、PLC及各种智能控制设备等等。这些智能采集设备与生产过程和事务管理的设备或仪表相结合，能感知设备各种参数的状态，并将这些状态信号转换成数字信号，并通过特定数字通信网络传

23、递到HMI系统中。必要的时候，这些智能系统也可以向设备发送控制信号。上位机HMI系统在接受这些信息后，以适当的形式如声音、图形、图象等方式显示给用户，以达到监视的目的，同时数据经过处理后，告知用户设备各种参数的状态（报警、正常或报警恢复），这些处理后的数据一般会保存到数据库中，也可以通过网络系统传输到不同的监控平台上，还可能与别的系统（如MIS，GIS）结合形成功能更加强大的系统；HMI还可以接受操作人员的指示，将控制信号发送到下位机中，以达到控制的目的。上位机与下位机结合的SCADA系统，作为操作员平台和中央监控系统，可以广泛地应用到工业生产和设备管理的各个领域，主要有： 1、 楼宇自动化开

24、放性能良好的SCADA系统可作为楼宇设备运行与管理子系统，监控房屋设施的各项设备事务，如门警、电梯运营、消防系统、照明系统、空调系统、水工、备用电力系统等的自动化管理；2、 生产线管理用于监控和协调生产线上各种设备正常有序的运营和产品数据的配方管理；3、 无人工作站系统用于集中监控无人看守系统的正常运行，这种无人值班系统广泛分布在以下行业：无线通讯基站网；邮电通讯机房空调网；电力系统配电网；铁路系统电力系统调度网；铁路系统道口，信号管理系统；坝体、隧道、桥梁、机场和码头等安全监控网；石油和天然气等各种管道监控管理系统；地铁、铁路自动收费系统；交通安全监测；城市供热、供水系统监控和调度；钢铁工业

25、高炉安全监控系统；环境、天文和气象无人检测网络的管理；各种工业锅炉监控保护系统；其它各种需要实时监控的设备等。4、 机械人、机械臂系统用于监视和控制机械人的生产作业；5、 其它生产行业如大型轮船生产运营、粮库质量和安全监测、设备维修故障检测、高速公路流量监控和记费系统等。许多行业在应用了SCADA系统后，取得了很大的社会和经济效益，主要在以下方面：可极大提高生产和运行管理的安全性能和可靠程度；生产配方管理的自动化可大大提高产品的质量和生产的效率，降低生产人员面临恶劣工作环境的可能性，保证工作过程中第一位的人员的安全性；可大大减少不必要的人工浪费，通过生产过程的集中控制和管理，极大地提高企业作为

26、一个整体效率的竞争能力；系统通过对设备生产趋势的保留和处理，可提高预测突发事件的能力，在紧急情况下的快速反应和处理能力可极大地减少生命和财产的损失，从而可带来潜在的社会和经济效益，等。22 SCADA系统的过去、现在和将来221 SCADA系统发展历程SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。SCADA系统发展到今天已经经历了四代。1、第一代SCADA系统是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统，以及日本

27、日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。这一阶段从计算机运用到SCADA系统时开始，大致到70年代。2、第二代SCADA系统是80年代基于通用计算机的SCADA系统，这一时期，广泛采用VAX等计算机以及其它通用工作站，操作系统一般是通用的UNIX操作系统。在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（AGC）以及网络分析结合到一起，构成了EMS系统（能量管理系统）。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而在系统维护、升级以及联网等方面构成很大困难。3、第三代SCADA系统90年代，按照开放的原则，基于分

28、布式计算机网络以及关系数据库技术，能够实现大范围联网的SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期。4、第四代SCADA系统目前已进入第四代SCADA系统。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等计算机及网络技术，继续扩大SCADA系统与其它系统的集成，综合安全经济运行以及商业化运营的需要。SCADA系统在电气化铁道远动系统的应用技术上也已经取得突破性进展，应用上也有迅猛的发展。由于电气化铁道与电力系统

29、有着不同的特点，在SCADA系统的发展上与电力系统的道路并不完全一样。在电气化铁道远动系统上已经成熟的产品有我国自行研制开发的HY200微机远动系统以及由西南交通大学开发的DWY微机远动系统等。这些系统性能可靠、功能强大，在保证电气化铁道供电安全，提高供电质量上起到了重要的作用。222.SCADA系统的现状及存在的主要问题基于PC机和Windows平台的SCADA上位机系统是目前发展的趋势，特别是基于NT/2000/XP平台的SCADA系统。目前，国际和国内市场上基于以上两种平台，应用比较广泛的SCADA上位机组态系统有：WondWare的InTouch、西门子公司的WinCC、澳大利亚的Ci

30、Tech、美国Interlution公司的iFix、意大利LogoSystem的LogView等，这些组态软件较好地解决了传统SCADA上位机系统的功能，主要有： 1、数据采集与控制信息发送提供基于进程间通讯的数据采集方法（主要表现为开发DDE服务程序），并且已开发了常用的多种智能数据采集设备的服务程序； 2、报警处理具有多点同时报警处理功能，提供报警信息的显示、登录，部分提供用户应答功能；3、历史趋势显示与记录提供基于专用实时数据库的监控点数据的记录、查询和图形曲线显示；4、针对管理和控制的需要，这些系统还提供以下工业过程控制和管理中相当有帮助的功能：配方管理功能：控制系统按一定的配方完成生

31、产管理； 网络通讯功能：提供非透明网络通讯机制，可以构筑上位机的分布式监控处理功能； 开放系统功能：提供基于DDE数据交换机制与其它应用程序交换数据，部分提供ODBC与其它系统数据库系统连接。 但是这些系统在完成以下功能时具有明显的缺陷：1、与企业MIS系统的结合性能差；2、不具备GIS功能； 3、网络通讯不透明，不适合开发现代企业基于局域或专线网的网状层次结构监控管理系统；4、数据采集速度有待进一步提高；5、系统事故追忆能力差；6、缺乏高效能的控制任务调度算法的支持。针对国内的需要，这些系统有明显的弱点：1、本地化差：虽然部分系统已经汉化，但是中国市场中某些行业规范，他们很难满足；2、价格昂

32、贵：这些系统，动则上万美元，很难为国内一般应用所接受。 同国外系统相比，大部分国产通用系统具有较高的性能价格比，本地化能力较强，如三维科技公司的力控、北京亚控科技公司的组态王等。但多数产品仍有诸如与MIS集成能力差、GIS功能薄弱、多任务调度能力差，事故追忆和诊断能力缺乏等致命的弱点，要满足企业级和行业部门级大型集中监控管理GIS系统的要求，还需要一定的时间。而且人力资源以及资金限制使得它们可能在很长时间内只能维持对现有系统功能的维护和补充。在这种情况下，国内对于大型监控项目的开发还需要系统集成公司开发专用的结合MIS、GIS和SCADA的系统来满足需要。223 SCADA系统发展前景SCAD

33、A系统在不断发展，不断完善，其技术进步一刻也没有停止过。当今，随着计算机技术和网络技术的发展，SCADA系统提出了新的要求。概括地说，有以下几点：1SCADA/EMS系统与其它系统的广泛集成SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源，为EMS系统提供大量的实时数据。同时在模拟培训系统，MIS系统等系统中都需要用到电网实时数据，而没有这个电网实时数据信息，所有其它系统都成为“无源之水”。所以SCADA系统如何与其它非实时系统的连接成为SCADA研究的重要课题；现在SCADA系统已经成功地实现与DTS（调度员模拟培训系统）、企业MIS系统的连接。SCADA系统与电能量计量系统、地理信息系统、水调度

34、自动化系统、调度生产自动化系统以及办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个发展方向。2变电所综合自动化以RTU、微机保护装置为核心，将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制保护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。变电所的综合自动化已经成为有关方面的研究课题，我国东方电子等公司已经推出相应的产品，但在铁道电气化上还处于研究阶段。3专家系统、模糊决策、神经网络等新技术研究与应用利用这些新技术模拟电网的各种运行状态，并开发出调度辅助软件和管理决策软件，由专家系统根据不同的实际情况推理出最优化的运行方式或处理故障的方法，以达到合理、经济地进行电

35、网电力调度，提高运输效率的目的。4面向对象技术、Internet技术、及JAVA技术的应用面向对象技术（OOT）是网络数据库设计、市场模型设计和电力系统分析软件设计的合适工具，将面向对象技术（OOT）运用于SCADA/EMS系统是发展趋势。随着Internet技术的发展，浏览器界面已经成为计算机桌面的基本平台，将浏览器技术运用于SCADA/EMS系统，将浏览器界面作为电网调度自动化系统的人机界面，对扩大实时系统的应用范围，减少维护工作量非常有利；在新一代的SCADA/EMS系统中，传统的MMI界面将保留，主要供调度员使用，新增设的Web服务器供非实时用户浏览，将逐渐统一为一种人机界面。JAVA

36、语言综合了面向对象技术和Internet技术，将编译和解释有机结合，严格实现了面向对象的四大特性：封装性、多态性、继承性、动态联编，并在多线程支持和安全性上优于C+，以及其它诸多特性，JAVA技术将导致EMS/SCADA系统的一场革命。23 SCADA系统的整体介绍231 SCADA系统的功能要求从传统用户的角度来讲，SCADA系统主要要解决以下三个问题：1、设备各种参数状态数据的采集和控制信息的发送这部分涉及两层含义：一是怎样采集设备参数状态数据。它通常由智能设备生产厂家解决，作为下位机在市场中出售，并提供可编程的通讯协议和协议处理芯片；二是设备生产状态数据如何传递到上位机系统处理。目前上位

37、机通常通过标准串口或IO卡运行专用的上层采集模块，从下位机中实时地采集设备各种参数和发送控制信息；解决问题效率的高低表现在采集周期的长短上，这也是衡量一个系统是否适合于某个行业的一个重要指标。目前上位机可达到平均毫秒级的采集周期。2、监控参数的图形动画表达和报警处理报警作为监控的一个重要目的，是所有上位机系统必须解决的问题。如果说各种图形、图象、动画、声音等方式用于表达设备的各种参数运行状态是必不可少的话，那么若上位机系统不能有效处理设备的报警状态，所有的表现形式都是多余的。评价上位机系统可靠性和高效性的一个重要指标是看它能否不遗漏地处理多点同时报警。 3、追忆和趋势分析监控的另外一个目的是评

38、价生产设备的运转情况和预测系统可能发生的事故。在发生事故时能快速地找到事故的原因，并找到恢复生产的最佳方法。从这个意义出发，实时历史数据的保留和系统操作情况记录变得非常重要。因而评价一个SCADA系统，其功能强弱最为重要的指标之一就是对实时历史数据记录和查询的准确和高效。现代计算机软硬件技术的发展和应用的需要，要求SCADA系统还需解决以下一些问题：1、与MIS系统的结合在现代企业中，生产过程管理和企业日常事物管理的结合是不可分割的，信息流的分层次流动适合于不同的管理需要，而且地域和行政部门的分布在企业集团化管理的趋势下变得越来越明显，因此现代SCADA系统除了生产设备的分布式管理之外，上位机

39、系统的分布式要求变得越来越重要。评价一个SCADA系统功能的强弱，其网络数据库功能是一个不可缺少的评价指标。2、与地理信息系统（GIS）的结合SCADA系统应用的众多领域中，对地理信息系统的要求越来越高。从这种角度上说，将一个适合于工业和事物管理的地理信息系统嵌套于SCADA系统中，将带来不可估量的效益，这也是评价SCADA系统的一个重要指标。 为了满足以上要求，从计算机软硬件技术要求来看，SCADA系统涉及到IT技术的方方面面，集中强调以下几种技术的综合利用： 1、通讯技术：面临多种通讯协议模式，如ASCII、RTU等，通讯方式表现为同步、异步和主被动结合等，通讯媒体包括有线和无线方式； 2

40、、计算机网络技术：应用表现为标准局域网、广域网、拨号网络、串口组网等等，协议包括TCP/IP、专用协议等，系统结构囊括点对点、客户/服务器等方式； 3、分布式数据库技术：强调实时高性能数据库的应用，及与通用数据库的开放接口等等； 4、编译技术：由于SCADA系统应用领域的特殊性，不同的应用监控要求不一样，因而，SCADA系统通常提供可编程功能。由于效率要求和保护二次开发知识产权要求，设计一个好的专用语言,并提供一个好的编译系统将是至关重要的； 5、操作系统技术：SCADA系统面临的应用需要一个多任务、并发控制的系统结构，因此在开发系统时需要引入先进的调度算法和运行机制； 6、可靠性保障技术：由

41、于SCADA系统应用的特殊性，系统通常需要提供多种可靠性保障技术，包含硬件如备用网络设备、备用数据采集设备；软件如备用运行系统、软件多机热备技术等。7、多媒体技术：需要结合动画、声音、图形图象等多媒体技术的综合应用，以便真实客观地反映各设备生产过程的状态和方便事务管理要求；8、图形用户界面技术：SCADA系统用户的计算机应用能力参差不齐，方便易学的图形用户界面是极为必要的。 232 SCADA系统的构成SCADA系统主要包括三部分：主站端，通讯系统和远程终端单元。1、主站：一般采用先进的计算机，有良好的图形支持，现在采用PC计算机和WINDOWS系统居多，在历史上曾经有很多系统采用UNIX系统

42、和XWINDOWS图形界面。一个主站可能的分站数量从几十到几百、几千个不等。2、通讯系统：非常复杂，有线的包括音频电缆、载波电缆、光纤、电力载波等，无线的包括电台、卫星、微波等。3、远程终端单元(RTU or TeleControl )：品种也很多，大的系统由很多机柜组成，小的系统可能就是一个小盒子。233 SCADA的主站系统SCADA系统的主站过去很多著名的系统是基于UNIX操作系统和XWINDOW图形界面的。随着计算机系统的发展，特别是PC技术的发展，PC机和PC机上运行的操作系统扮演越来越重要的角色。庞大的主站系统一般包括如下内容：1、通讯前置系统，主要负责解析各种不同的规约，完成通讯

43、接口数据处理（含数据转发）。包括前置计算机，串口池或MODEM 池，机架，防雷措施和网络接口。2、实时数据库系统，主要包括运行实时数据库的服务器。3、工程师工作站，负责系统的组态、画面制作和系统的各种维护。4、生产调度工作站，是监控系统的主要用户，显示和浏览画面，实现各种报警等。5、多监控工作站，主要用于大系统，单个工作站已经无法监控的情况，这时根据需要设立多个监控工作站，每个工作站实现不同的子任务。历史数据库服务器，是SCADA系统保存历史数据的服务器。6、WEB服务器，是当今SCADA主站系统的一种流行趋势，只要用户装有浏览器软件，得到相应的授权，就可以从WEB服务器访问相应WEB服务器的

44、数据。7、上层应用工作站，主要用于实时数据和历史数据的管理工作。在电力系统的应用有潮流分析，负荷预测，事故追忆，电网稳定性分析，能量管理等。在自来水行业的应用有管网压力损耗分析，管网经济性分析，管网漏失分析等。在采油工程上，包括示功图显示，示功图分析，泵况分析等应用。SCADA主站系统，大的系统可能有几十个至上百个工作站，多个服务器。为了保证系统的可靠性，采用双前置系统，多服务器系统，两个网络。但是对于简单的SCADA主站系统可能只有一台计算机，运行一套软件。各种不同应用的SCADA系统，大部分是相同的或者类似的。但是各个行业有各个行业的特点，每个行业所关心的东西也不一样。比如电力行业非常关心

45、每个线路电压、电流、功率，而对于自来水行业则关心管道的压力、流量等，这样就形成了不同行业的系统。也有通用的人机界面系统，但是这种界面一般无法满足各个行业的特殊需要。234 SCADA的通讯系统SCADA通讯系统丰富多彩，以前一般分为有线和无线两类，随着通讯技术的发展，基于各种网络的通讯方式发展很快，这种通讯方式很难归结到有线或者无线的范畴，所以也单独作为一类。有线方式有：音频电缆，架空明线，载波电缆，同轴电缆，光纤，电力载波等。在有线上传输大体分为基带传输和调制传输，基带传输在介质上传输的是数字信号，一般要经过信号变化。调制解调传输是经过模数变换的传输。很多介质既可以作为基带传输也可以作为调制传输。无线方式主要包括: 电台、微波、卫星、光线、声波等手段。网络方式是通讯系统架构在一个计算机网络之上，比如帧中继，ATM，IP网。这种通讯方式可能是有线的也可能是无线的，甚至多次跨越无线和有线。其性能也明显区分于有线和无线系统。比如不用考虑误码，不用考虑报